x86/sbrdsp: sign extend start and end gprs in ff_sbr_hf_gen_sse
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_scale_vaapi.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include <string.h>
20
21 #include <va/va.h>
22 #include <va/va_vpp.h>
23
24 #include "libavutil/avassert.h"
25 #include "libavutil/hwcontext.h"
26 #include "libavutil/hwcontext_vaapi.h"
27 #include "libavutil/mem.h"
28 #include "libavutil/opt.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30
31 #include "avfilter.h"
32 #include "formats.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "scale.h"
35 #include "video.h"
36
37 typedef struct ScaleVAAPIContext {
38     const AVClass *class;
39
40     AVVAAPIDeviceContext *hwctx;
41     AVBufferRef *device_ref;
42
43     int valid_ids;
44     VAConfigID  va_config;
45     VAContextID va_context;
46
47     AVBufferRef       *input_frames_ref;
48     AVHWFramesContext *input_frames;
49
50     AVBufferRef       *output_frames_ref;
51     AVHWFramesContext *output_frames;
52
53     char *output_format_string;
54     enum AVPixelFormat output_format;
55
56     char *w_expr;      // width expression string
57     char *h_expr;      // height expression string
58
59     int output_width;  // computed width
60     int output_height; // computed height
61 } ScaleVAAPIContext;
62
63
64 static int scale_vaapi_query_formats(AVFilterContext *avctx)
65 {
66     enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
67         AV_PIX_FMT_VAAPI, AV_PIX_FMT_NONE,
68     };
69     int err;
70
71     if ((err = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
72                               &avctx->inputs[0]->out_formats)) < 0)
73         return err;
74     if ((err = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
75                               &avctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
76         return err;
77
78     return 0;
79 }
80
81 static int scale_vaapi_pipeline_uninit(ScaleVAAPIContext *ctx)
82 {
83     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
84         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
85         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
86     }
87
88     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
89         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
90         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
91     }
92
93     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
94     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
95     ctx->hwctx = 0;
96
97     return 0;
98 }
99
100 static int scale_vaapi_config_input(AVFilterLink *inlink)
101 {
102     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
103     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
104
105     scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
106
107     if (!inlink->hw_frames_ctx) {
108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
109                "required to associate the processing device.\n");
110         return AVERROR(EINVAL);
111     }
112
113     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
114     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
115
116     return 0;
117 }
118
119 static int scale_vaapi_config_output(AVFilterLink *outlink)
120 {
121     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
122     AVFilterContext *avctx = outlink->src;
123     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
124     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
125     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
126     AVVAAPIFramesContext *va_frames;
127     VAStatus vas;
128     int err, i;
129
130     scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
131
132     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
133     ctx->hwctx = ((AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data)->hwctx;
134
135     av_assert0(ctx->va_config == VA_INVALID_ID);
136     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display, VAProfileNone,
137                          VAEntrypointVideoProc, 0, 0, &ctx->va_config);
138     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
139         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create processing pipeline "
140                "config: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
141         err = AVERROR(EIO);
142         goto fail;
143     }
144
145     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
146     if (!hwconfig) {
147         err = AVERROR(ENOMEM);
148         goto fail;
149     }
150     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
151
152     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
153                                                       hwconfig);
154     if (!constraints) {
155         err = AVERROR(ENOMEM);
156         goto fail;
157     }
158
159     if (ctx->output_format == AV_PIX_FMT_NONE)
160         ctx->output_format = ctx->input_frames->sw_format;
161     if (constraints->valid_sw_formats) {
162         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
163             if (ctx->output_format == constraints->valid_sw_formats[i])
164                 break;
165         }
166         if (constraints->valid_sw_formats[i] == AV_PIX_FMT_NONE) {
167             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support output "
168                    "format %s.\n", av_get_pix_fmt_name(ctx->output_format));
169             err = AVERROR(EINVAL);
170             goto fail;
171         }
172     }
173
174     if ((err = ff_scale_eval_dimensions(ctx,
175                                         ctx->w_expr, ctx->h_expr,
176                                         inlink, outlink,
177                                         &ctx->output_width, &ctx->output_height)) < 0)
178         goto fail;
179
180     if (ctx->output_width  < constraints->min_width  ||
181         ctx->output_height < constraints->min_height ||
182         ctx->output_width  > constraints->max_width  ||
183         ctx->output_height > constraints->max_height) {
184         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support scaling to "
185                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
186                ctx->output_width, ctx->output_height,
187                constraints->min_width,  constraints->max_width,
188                constraints->min_height, constraints->max_height);
189         err = AVERROR(EINVAL);
190         goto fail;
191     }
192
193     ctx->output_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
194     if (!ctx->output_frames_ref) {
195         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create HW frame context "
196                "for output.\n");
197         err = AVERROR(ENOMEM);
198         goto fail;
199     }
200
201     ctx->output_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->output_frames_ref->data;
202
203     ctx->output_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
204     ctx->output_frames->sw_format = ctx->output_format;
205     ctx->output_frames->width     = ctx->output_width;
206     ctx->output_frames->height    = ctx->output_height;
207
208     // The number of output frames we need is determined by what follows
209     // the filter.  If it's an encoder with complex frame reference
210     // structures then this could be very high.
211     ctx->output_frames->initial_pool_size = 10;
212
213     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->output_frames_ref);
214     if (err < 0) {
215         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise VAAPI frame "
216                "context for output: %d\n", err);
217         goto fail;
218     }
219
220     va_frames = ctx->output_frames->hwctx;
221
222     av_assert0(ctx->va_context == VA_INVALID_ID);
223     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
224                           ctx->output_width, ctx->output_height,
225                           VA_PROGRESSIVE,
226                           va_frames->surface_ids, va_frames->nb_surfaces,
227                           &ctx->va_context);
228     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
229         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create processing pipeline "
230                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
231         return AVERROR(EIO);
232     }
233
234     outlink->w = ctx->output_width;
235     outlink->h = ctx->output_height;
236
237     outlink->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(ctx->output_frames_ref);
238     if (!outlink->hw_frames_ctx) {
239         err = AVERROR(ENOMEM);
240         goto fail;
241     }
242
243     av_freep(&hwconfig);
244     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
245     return 0;
246
247 fail:
248     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
249     av_freep(&hwconfig);
250     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
251     return err;
252 }
253
254 static int vaapi_proc_colour_standard(enum AVColorSpace av_cs)
255 {
256     switch(av_cs) {
257 #define CS(av, va) case AVCOL_SPC_ ## av: return VAProcColorStandard ## va;
258         CS(BT709,     BT709);
259         CS(BT470BG,   BT601);
260         CS(SMPTE170M, SMPTE170M);
261         CS(SMPTE240M, SMPTE240M);
262 #undef CS
263     default:
264         return VAProcColorStandardNone;
265     }
266 }
267
268 static int scale_vaapi_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *input_frame)
269 {
270     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
271     AVFilterLink *outlink = avctx->outputs[0];
272     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
273     AVFrame *output_frame = NULL;
274     VASurfaceID input_surface, output_surface;
275     VAProcPipelineParameterBuffer params;
276     VABufferID params_id;
277     VARectangle input_region;
278     VAStatus vas;
279     int err;
280
281     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Filter input: %s, %ux%u (%"PRId64").\n",
282            av_get_pix_fmt_name(input_frame->format),
283            input_frame->width, input_frame->height, input_frame->pts);
284
285     if (ctx->va_context == VA_INVALID_ID)
286         return AVERROR(EINVAL);
287
288     input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)input_frame->data[3];
289     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Using surface %#x for scale input.\n",
290            input_surface);
291
292     output_frame = ff_get_video_buffer(outlink, ctx->output_width,
293                                        ctx->output_height);
294     if (!output_frame) {
295         err = AVERROR(ENOMEM);
296         goto fail;
297     }
298
299     output_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)output_frame->data[3];
300     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Using surface %#x for scale output.\n",
301            output_surface);
302
303     memset(&params, 0, sizeof(params));
304
305     // If there were top/left cropping, it could be taken into
306     // account here.
307     input_region = (VARectangle) {
308         .x      = 0,
309         .y      = 0,
310         .width  = input_frame->width,
311         .height = input_frame->height,
312     };
313
314     params.surface = input_surface;
315     params.surface_region = &input_region;
316     params.surface_color_standard =
317         vaapi_proc_colour_standard(input_frame->colorspace);
318
319     params.output_region = 0;
320     params.output_background_color = 0xff000000;
321     params.output_color_standard = params.surface_color_standard;
322
323     params.pipeline_flags = 0;
324     params.filter_flags = VA_FILTER_SCALING_HQ;
325
326     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display,
327                          ctx->va_context, output_surface);
328     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
329         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to attach new picture: "
330                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
331         err = AVERROR(EIO);
332         goto fail;
333     }
334
335     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
336                          VAProcPipelineParameterBufferType,
337                          sizeof(params), 1, &params, &params_id);
338     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
339         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer: "
340                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
341         err = AVERROR(EIO);
342         goto fail_after_begin;
343     }
344     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Pipeline parameter buffer is %#x.\n",
345            params_id);
346
347     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
348                           &params_id, 1);
349     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
350         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to render parameter buffer: "
351                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
352         err = AVERROR(EIO);
353         goto fail_after_begin;
354     }
355
356     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
357     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
358         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to start picture processing: "
359                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
360         err = AVERROR(EIO);
361         goto fail_after_render;
362     }
363
364     if (ctx->hwctx->driver_quirks &
365         AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS) {
366         vas = vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, params_id);
367         if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
368             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to free parameter buffer: "
369                    "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
370             // And ignore.
371         }
372     }
373
374     av_frame_copy_props(output_frame, input_frame);
375     av_frame_free(&input_frame);
376
377     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Filter output: %s, %ux%u (%"PRId64").\n",
378            av_get_pix_fmt_name(output_frame->format),
379            output_frame->width, output_frame->height, output_frame->pts);
380
381     return ff_filter_frame(outlink, output_frame);
382
383     // We want to make sure that if vaBeginPicture has been called, we also
384     // call vaRenderPicture and vaEndPicture.  These calls may well fail or
385     // do something else nasty, but once we're in this failure case there
386     // isn't much else we can do.
387 fail_after_begin:
388     vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context, &params_id, 1);
389 fail_after_render:
390     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
391 fail:
392     av_frame_free(&input_frame);
393     av_frame_free(&output_frame);
394     return err;
395 }
396
397 static av_cold int scale_vaapi_init(AVFilterContext *avctx)
398 {
399     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
400
401     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
402     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
403     ctx->valid_ids  = 1;
404
405     if (ctx->output_format_string) {
406         ctx->output_format = av_get_pix_fmt(ctx->output_format_string);
407         if (ctx->output_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
408             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid output format.\n");
409             return AVERROR(EINVAL);
410         }
411     } else {
412         // Use the input format once that is configured.
413         ctx->output_format = AV_PIX_FMT_NONE;
414     }
415
416     return 0;
417 }
418
419 static av_cold void scale_vaapi_uninit(AVFilterContext *avctx)
420 {
421     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
422
423     if (ctx->valid_ids)
424         scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
425
426     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
427     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
428     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
429 }
430
431
432 #define OFFSET(x) offsetof(ScaleVAAPIContext, x)
433 #define FLAGS (AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM)
434 static const AVOption scale_vaapi_options[] = {
435     { "w", "Output video width",
436       OFFSET(w_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "iw"}, .flags = FLAGS },
437     { "h", "Output video height",
438       OFFSET(h_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "ih"}, .flags = FLAGS },
439     { "format", "Output video format (software format of hardware frames)",
440       OFFSET(output_format_string), AV_OPT_TYPE_STRING, .flags = FLAGS },
441     { NULL },
442 };
443
444 static const AVClass scale_vaapi_class = {
445     .class_name = "scale_vaapi",
446     .item_name  = av_default_item_name,
447     .option     = scale_vaapi_options,
448     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
449 };
450
451 static const AVFilterPad scale_vaapi_inputs[] = {
452     {
453         .name         = "default",
454         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
455         .filter_frame = &scale_vaapi_filter_frame,
456         .config_props = &scale_vaapi_config_input,
457     },
458     { NULL }
459 };
460
461 static const AVFilterPad scale_vaapi_outputs[] = {
462     {
463         .name = "default",
464         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
465         .config_props = &scale_vaapi_config_output,
466     },
467     { NULL }
468 };
469
470 AVFilter ff_vf_scale_vaapi = {
471     .name          = "scale_vaapi",
472     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale to/from VAAPI surfaces."),
473     .priv_size     = sizeof(ScaleVAAPIContext),
474     .init          = &scale_vaapi_init,
475     .uninit        = &scale_vaapi_uninit,
476     .query_formats = &scale_vaapi_query_formats,
477     .inputs        = scale_vaapi_inputs,
478     .outputs       = scale_vaapi_outputs,
479     .priv_class    = &scale_vaapi_class,
480     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
481 };